15. В чем суть и назначение обработки конструкционных материалов резаньем?

Стали 15, 20, 25 применяют без термической обработки или в нормализованном виде. Стали поступают в виде проката, поковок, труб, листов, ленты и проволоки и предназначаются для менее ответственных деталей. Обрабатываемость стали резанием определена из условий получистого точения без охлаждения резцов из быстрорежущей стали при постоянной глубине резанья, подаче и главном угле в плане резцов. Быстрорежущие стали (Р18, Р12, Р6М3,Р6М5 [С, Cr, W, V, Mo]) обладают высокой теплостойкостью (красностойкостью), т. е. способностью сохранять мартенситную структуру и соответственно высокую твердость, прочность и износостойкость при повышенных температурах (600-620 °C), возникающих в режущей кромке при резании с большой скоростью.

16. Конструкционная прочность материала, критерии требования к материалам.

КПМ – материала принято называть комплекс прочных свойств, которые, находятся в наибольшей корреляции со служебными свойствами изделия. Критерии, определяющие надежность материала. Порог хладноломкости – является одним из важнейших параметров конструктивной прочности металлических материалов. Работа зарождения и распространения трещин, вязкость разрушения, живучесть.

Детали современных машин и конструкций работают в условиях высоких динамических нагрузок, концентраций напряжений и низких температур. Все это способствует хрупкому разрушению и снижает надежность работы машин. В связи с этим конструкционные стали должны помимо высоких механических свойств, определяемых при стандартных испытаниях и характеризующих свойства материала, обладать высокой конструктивной прочностью, т. е. прочностью, которая является в условиях реального применения (в виде деталей, конструкций и т. п.).

17. Каков механизм электропроводности твердых диэлектриков, как влияет температура на их предельную проводимость?

18. Что называется диэлектрическими потерями, какие механизмы диэлектрических потерь вам известны?

Диэлектрические потери характеризуют потери энергии прохождении электростатического тока через конденсатор с диэлектриком.

19. Методы определения механических свойств материалов.

• Испытание на растяжение – позволяет установить сразу несколько механических характеристик материала, определяющих его качество и необходимых для конструкторских расчетов.

• Определение твердости по Бринеллю. Метод основан на том, что в плоскую поверхность металла вдавливается под постоянной нагрузкой Р твердый шарик. после снятия нагрузки в испытуемом металле образуется отпечаток (лунка).

• Определение твердости по Роквеллу. В этом методе твердость определяется по глубине отпечатка. Наконечником служит алмазный конус с углом при вершине 120° или стальной закаленный шарик с d=1,588 мм. Алмазный конус применяют для испытания твердых материалов, а шарик для мягких.

• Определение твердости по Виккерсу. Метод используют для определения твердости деталей малой толщины и тонких поверхностных слоев. Твердость определяют вдавливанием в испытуемую поверхность (шлифованную даже полированную) четырехгранной алмазной пирамиды. Твердость (HV) определяют по формуле.

• Динамические испытания. Испытания на ударный изгиб выявляют склонность металла к хрупкому разрушению.

• Испытания на усталость. Проводят для определения предела выносливости, под которым понимают наибольшее значение максимального напряжения цикла, при действии которого не происходит усталостного разрушение образца после произвольного или заданного числа циклов нагружения.

20. Перечислите и охарактеризуйте основные методы обработки резаньем.

21. Какие физические факторы обуславливают нарушение закона Ома в полупроводниках при воздействии на них сильного электрического тока?

22. Что такое пьзо – и пироэлектрики? Область их применения?

Область применения пьезоэффекта в измерительных устройствах: для создания источников и приемников акустических сигналов; прямой пьезоэффект применяют для измерения динамических усилий, давлений, механических колебаний, микроперемещений; обратный пьезоэффект используют для создания излучателей ультразвуковых колебаний и волн, пьезорезонаторов, пьезодвигателей, микроперемещений; одновременно прямой и обратный пьезоэффекты – для создания пьезотрансформаторов и измерительных преобразователей на их основе.

Появление электрического заряда на поверхности кристалла при изменении его температуры. Это явление исследовали Эпинус в 1756г., Брюстер в 1824 г. и др. Выделяют два механизма поляризации кристаллов при изменении их температуры: векториальное пироэлектричество и тензориальное. Титанат бария, Цирконат-титанат-свинца, Танталат лития.

23. Каким образом характеризуются диэлектрики по свойствам и техническому назначению?

24. Перечислите и охарактеризуйте виды термических обработок.

Основными видами термической обработки, различно изменяющими структуру и свойства стали и назначенными в зависимости от требований, предъявляемых к полуфабрикатам (отливкам, поковкам, прокату и т. п.) и готовым изделиям, является отжиг, нормализация, закалка, отпуск.

Отжиг I рода - Характерная особенность этого отжига состоит в том, что устранение неоднородности происходит независимо от того, протекают ли в сплавах при этой обработке фазовые превращения или нет, поэтому отжиг I рода можно производить при температурах выше или ниже температур фазовых превращений.

• Гомогенизация (диффузионный отжиг) применяют для слитков легированной стали с целью уменьшения дендритной или внутрикристаллической ликвидации, которая повышает склонность стали, обрабатываемой давлением, к хрупкому разрушению, к анизотропии свойств и возникновению таких дефектов, как шиферность (слоистый излом) и флюкены (тонкие внутренние трещины, наблюдаемые в изломе в виде белых овальных пятен).

• Рекристаллизационный отжиг. Под рекристаллизационным отжигом понимают нагрев холоднодеформированной стали выше температуры рекристаллизации, выдержку при этой температуре с последующим охлаждением. Этот вид отжига применяют перед или после холодной обработки давлением или как промежуточную операцию для снятия наклепа между операциями холодного деформирования.

• Отжиг для снятия остаточных напряжений. Этот вид отжига применяют для отливок, сварных изделий, деталей после обработки резаньем и д. р., в которых в процессе предшествующих технологических операций из-за неравномерного охлаждения, неоднородной пластической деформации и т. п. возникли остаточные напряжения.

Отжиг I I рода – заключается в нагреве стали до температур Ac₃ или Ac₁, выдержке и последующим, как правило, медленном, охлаждении, в результате которого фазовые превращения приводят к достижению практически равновесного структурного (фазового) состояния.

• Полный отжиг. Этот вид отжига заключается в нагреве стали на 30 - 50°С выше температуры, соответствующей точке Ас₃, выдержке при этой температуре для полного прогрева и завершения фазовых превращений в объеме металла и последующем медленном охлаждении. При этом отжиге происходит полная фазовая перекристаллизация стали.

• Изотермический отжиг. В этом случае сталь обычно легированную нагревают, как и для полного отжига, и сравнительно быстро охлаждают (переносом в другую печь) до температуры, лежащей А₁ (обычно ~650°C) и назначают изотермическую выдержку, необходимую для полного распада аустенита, после чего следует охлаждение на воздухе.

• Неполный отжиг. Этот отжиг отличается от полного тем, что сталь нагревают до более низкой температуры (немного выше чем Ас₁).

• Отжиг нормализированный(нормализация)…

Закалка – термическая обработка, заключается в нагреве стали до температуры выше критической (Ас₃ для доэквивалентной и Ас₁ – для заэкливалентной стали) или температуры растворения избыточных фаз, выдержке и последующим охлаждении со скоростью, превышающей критическую. Закалка не является окончательной операцией термической обработки. Чтобы уменьшить хрупкость и напряжения, вызванные закалкой, получить требуемые механические свойства, сталь после закалки обязательно подвергают отпуску.

Отпуск – заключается в нагреве стали до температуры Ас₁, выдержке при заданной температуре и последующем охлаждении с определенной скоростью. Основное влияние на свойства стали оказывает температура отпуска (низкий, средний, высокий).

25. Какими методами достигается конструкционная прочность.

26. Классификация проводниковых материалов.

Металлы делятся на три группы. 1. Металлы высокой проводимости. 2. Металлы и сплавы различного назначения 3. Сверхпроводящие материалы. Металлические сплавы делятся на материалы высокой проводимости и различного назначения. Сплавы высокого сопротивления и сверхпроводники. Не металлические проводящие материалы провод. углерод, оксидные пров. материалы.

27. Чем отжиг отличается от закалки?

28. На каких физико-химических явлениях основана электрохимическая обработка поверхности?

29. Какова цель изотермического отжига, какие виды отжига вы знаете?

Изотермический отжиг. В этом случае сталь обычно легированную нагревают, как и для полного отжига, и сравнительно быстро охлаждают (переносом в другую печь) до температуры, лежащей А₁ (обычно ~650°C) и назначают изотермическую выдержку, необходимую для полного распада аустенита, после чего следует охлаждение на воздухе. Аустенит (А) – твердый раствор углерода в γ – железе.

30. Поясните сущность лучевых методов обработки, укажите область их применения?

31. Магнитотвердые и магнитомягкие материалы, свойства техническое назначение

Магнитотвердые стали и сплавы. Такие стали, и сплавы применяют для изготовления постоянных магнитов. Магнитная энергия постоянного магнита тем выше, чем больше остаточная индукция Вr и коэрцитивная сила Нс. Магнитная энергия пропорциональна произведению Br x Hc. Учитывая, что величина Br ограничена магнитным насыщением ферромагнетика (железа), увеличение магнитной энергии достигается повышением коэрцитивной силы Hc.

Магнитомягкие стали (электротехнические тонколистовые стали). Эти стали применяют для якорей и полюсов электротехнических машин, магнитопроводов, статоров и роторов электродвигателей, для силовых тр-ов и т. п. Общие требования, предъявляемые к магнитомягким материалам: высокая магнитная проницаемость, низкая коэрцитивная сила и малые потери перемагничивания.